電子式互感器及其在智能變電站的應用

陳建壯

摘要:數字信息技術的發展促進了數字化變電站的形成,相關新技術尤其是光電互感器的運用,更是極大的促進了數字化變電站的快速發展。本文從對電子式互感器的原理以及性能特點等相關概念的介紹談起,然后系統的分析了電子互感器的運用對數字化變電站產生的影響,并闡述了電子互感器應用于數字化變電站存在的技術問題,最后筆者就數字化變電站中電子式互感器運用的發展前景作了進一步的論述說明。

關鍵詞:數字化變電站電子式互感器運用

中圖分類號:TM45 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)06(b)-0083-01

1 關于電子式互感器

為了更好的使讀者能夠對數字化變電站的定義和光電互感器有一個全面的認識,以下將從數字化變電站的定義、電子式互感器的定義、電子式互感器的基本原理以及電、電子式互感器的性能特點這四個方面來對電互感器作概要性說明。

1.1 電子式互感器的定義

所謂的電子式互感器,通俗的理解就是利用光纖傳感以及光電子技術用于實現電力系統電流和電壓測量的一種新型的數據測量設備,它是光學電流互感器、光學電壓互感器以及光學組合式互感器的通稱。

1.2 電子式互感器的基本原理

電子式互感器主要分為有源型和無源型這兩種類型,以下就分別對這兩種不同類型的電子式互感器作詳細說明。

(1)有源型電子式互感器的基本原理,有源型電子式互感器的基本原理是高壓電位側的電流信號通過互感器的線圈將電信號傳遞給發光元件,實現電信號向光信號的轉變,由光纖將光信號傳遞到低電位側,并進光信號轉變為電信號的逆轉變化后,將強度增強的電信號傳送出去的一種工作原理。

(2)無源型電子式互感器的基本原理,無源型光電互感器的基本原理則是有效利用了物理學中法拉第電磁效應,其工作原理是將光信號通過電磁場中的磁光材料,使光信號的偏振面在一定程度上發生旋轉,通過測算通流導體周圍光信號偏振面的旋轉角度,來推算導體中的電流值。

1.3 電子式互感器的性能特點

總結一下,電子式互感器具有如下幾個方面的性能特點:(1)絕緣性能非常好,由于不含鐵芯其造價也比較低,而且不存在鐵磁諧振和鐵芯飽和等其他相關問題；(2)安全性能比較高,不會因充油等問題發生易燃、易爆等危險現象；(3)低壓側與高壓側的二者之間不存在開路高壓的危險；(4)通信能力比較強,可以很好的滿足智能化、數字化以及網絡化技術的需要；(5)暫態響應速度十分迅速而且頻率響應范圍也比較寬；(6)具有體積小、重量輕和裝置結構緊湊的特點；(7)各項功能模塊相對獨立,易于安裝和維護；(8)不易受電磁信號的干擾,信號傳輸距離比較遠；(9)固態精度和穩態精度都比較高。

2 電子式互感器的運用對數字化變電站產生的影響

2.1 電子式互感器的運用有效改進了數字化變電站的通信系統結構

由于電子式互感器具有通信能力強、數字信號接收和輸出以及接口方便的優良特性,將電子式互感器應用于數字化變電站可以有效改變數字化變電站通信機制的通信方式。它可以實現多個不同裝置在共享同一個互感器信號時,可以將互感器信號和電子式互感器裝置構成一個網絡,實現資源的共享,進而可以有效改進數字化變電站的通信系統結構。

2.2 電子式互感器的運用有效降低了數字化變電站的運行費用

與傳統電磁式互感器相比,電子式互感器接收和傳遞的是數字信號,不需要使用多路轉換開關、采樣保持以及Ａ／Ｄ轉化等設備,即可直接提供所需的數字信號,這樣就可以有效簡化數字變電站中相關設備的硬件結構,從而可以有效降低數字化變電站的運行費用。

3 電子式互感器應用于數字化變電站存在的技術問題

3.1 光電互感器與控制設備的兼容問題

由于當前的電子式互感器在數字化變電站的應用主要還是偏重于數據的測量,而測量出的最終數據結果是要傳送到具體的控制設備中去,進而實現對變電站的有效控制和管理,而其中必須考慮電子式互感器與控制設備的兼容問題。但是當前數字化變電站相應控制設備的接口結構設計的比較復雜,以至于當前的電子式互感器還不能與其實現有效的兼容,所以還需要進一步簡化控制設備的接口結構設計,使其能與電子式互感器之間實現有效的融合。

3.2 保護校驗設計相對復雜的問題

當前電子式互感器應用于數字化變電站存在的另外一個技術問題就是保護校驗設計相對復雜的問題,數字化變電站運行對單間隔的保護校驗要求比較高,實現起來相對比較困難,因為經電子式互感器測量的電壓數據值和電流數據值都必須經過合并器后才能進入相應的保護裝置,而且需要多臺的合并器,這樣以來相應的保護校驗設計就相對比較復雜,所以還需要解決保護校驗設計困難的問題,使其能更好的促進電子式互感器在數字化變電站中的應用。

3.3 準確性和穩定性的問題

盡管與傳統的互感器相比,電子式互感器在很多性能方面都具有非常大的優勢,但是由于電子式互感器采用的是光電晶體的光電效應原理,然而由于晶體自身的特性,其內部容易發生雙折射的現象,這將在很大程度上會對電子式互感器的準確性和穩定性產生很大的影響,所以將電子式互感器應用于數字化變電站時還必須考慮如何提高互感器的精度和穩定性,進而有效提高數字化變電站的穩定性和精確性。

4 電子式互感器在數字化變電站中的運用發展前景

正如前文所敘述的那樣,電子式互感器的特性就決定其在數字化變電站中的應用能有助于提高電力系統的數字化和自動化的發展水平,并能有效促進變電站相應設備數字化和智能化技術的進步,對有效改善我國電網的安全運行狀況,提高電網的運行質量及其穩定性,進而更好的促進我國電力事業的發展將發揮非常巨大的作用。

5 結論

電子式互感器在數字化變電站中的應用對數字化變電站的運營機制產生了深刻的影響,電子式互感器的應用有效提高了數字化變電站運營的數字化、智能化和網絡化,進而有效提高數字化變電站的運營效率。然而電子式互感器應用于數字化變電站中還存在一些技術問題,所以在應用電子式互感器的過程中還應采取合理的方法來有效解決這些技術問題,使其能更好的促進電子式互感器在數字化變電站中的應用,從而更好的為我國電力事業的發展服務。

參考文獻

[1] 李延熙.電子式電流互感器高壓側電路及電源的研究[J].高能量密度物理,2006(2).